路基荷载下深厚湿陷性黄土地层中管桩桩侧摩阻力性状研究

发布时间：2020-08-18 08:55

【摘要】：在我国西北部地区分布着大片的深厚黄土层,由于黄土遇水湿陷的特点使得在该类地区修建高速公路、铁路等工程时对变形控制要求很高,因此选择合适的工程处理方式至关重要。管桩具有承载力高、施工方便等特点,因而成为工程中常用的基础形式。由于深厚黄土层湿陷后使桩与桩周土产生相对位移,桩身出现负摩阻力,进而增大桩身荷载,减小桩身承载能力,对工程正常使用起直接影响,因此对深厚湿陷性黄土地区管桩基础的负摩阻力研究变得十分有价值。本文以深厚黄土地区高速公路路基拓宽利用管桩穿透深厚黄土层支撑在持力层来消解黄土地层湿陷对拓宽路基稳定性的影响为工程背景,在总结国内外桩基负摩阻力研究的基础上,利用长安大学60gt离心机开展了深厚黄土地基湿陷过程的离心模型试验,再借助Abaqus有限元软件对试验工况进行数值仿真,与试验结果进行对比,分析了柔性荷载下管桩负摩阻力的变化规律及影响因素。本文主要研究内容及结论如下:(1)通过改造后的TLJ-3型土工离心机设计了深厚黄土地区管桩基础处理拓宽路基的模型试验,根据工程目的选择“疏桩基础”布桩的形式(桩间距分别设置为5倍桩径、6倍桩径、7倍桩径),并利用升级后的离心机浸水设备实现黄土地基的湿陷,通过光纤光栅传感器和激光位移计监测得出路基荷载下深厚黄土路基湿陷后的管桩侧摩阻力、轴力的变化规律以及黄土湿陷对路基沉降的影响;(2)离心试验采用疏桩基础布桩时,对比不同间距布桩的处置效果,试验结果表明桩间距按5倍桩径布桩与6倍桩径布桩时负摩阻力及沉降量相差较小,而7倍桩径布桩时负摩阻力及路基沉降量有较大变化,处置效果变差,通过对比试验结果及考虑实际工程因素分析采用6倍桩径桩间距布桩综合效果最好。(3)利用Abaqus有限元软件建立模型对离心试验工况进行数值仿真,对比离心试验结果证明了同一工况下桩身侧摩阻力变化规律一致。考虑到室内离心试验对可模拟的工况的限制,采用有限软软件进一步分析了路堤荷载,桩身刚度,持力层弹性模量及黄土湿陷厚度对桩侧摩阻力的影响。(4)通过离心模型试验与数值分析,在此基础上进一步分析总结负摩阻力影响因素及中性点位置的确定方法,并提出了针对深厚湿陷性黄土地区减小桩身负摩阻力的具体措施。
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U416.1
【图文】：

负摩阻力产生示意图

离心机示意图

TJL-3型离心机机室

【参考文献】

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1 黄雪峰;杨校辉;殷鹤;刘自龙;周俊鹏;;湿陷性黄土场地湿陷下限深度与桩基中性点位置关系研究[J];岩土力学;2015年S2期

2 朱彦鹏;杨自刚;陈长流;;黄土场土体沉降速率对桩负摩阻力的影响[J];兰州理工大学学报;2014年02期

3 陈昌禄;邵生俊;张U

本文编号：2796010